A energia térmica é um conceito fundamental em física com o qual todos os alunos devem estar familiarizados. Felizmente, a energia térmica se presta a alguns experimentos simples, observáveis e fascinantes para expor os jovens estudantes à ciência do calor. Os experimentos podem demonstrar a absorção de calor de cores diferentes, à prova de fogo, a criação de trabalho e o papel do isolamento, apenas para citar alguns.
Cor e Calor
Um dos experimentos de energia térmica mais simples envolve demonstrar como cores diferentes absorvem a energia solar de maneira diferente. Primeiro, embrulhe vários copos idênticos em papel de cores diferentes. Em seguida, encha cada copo com a mesma quantidade de água. Em seguida, deixe os óculos expostos à luz direta do sol por uma hora. Por fim, verifique a temperatura de cada copo de água.
Energia Térmica e Trabalho
Embora não possamos ver, a energia térmica pode fazer um trabalho para nós. Para demonstrar isso, coloque um balão e uma garrafa de 1 litro no freezer por cinco minutos. Em seguida, encha uma tigela com água morna. Coloque a boca do balão sobre a abertura da garrafa de 1 litro e coloque a garrafa na tigela de água morna. O balão deve encher à medida que o ar dentro da garrafa aquece. Em seguida, com o balão ainda esticado sobre a boca da garrafa, coloque a garrafa em uma tigela com água gelada. O balão deve então encolher e esvaziar. O trabalho de encher e esvaziar o balão foi realizado por meio de energia térmica.
Balão à prova de fogo
Demonstre a condução e convecção do calor enchendo dois balões: um com água fria e outro com ar. Acenda um fósforo e segure-o sob o balão cheio de ar - ele deve se romper. Acenda outro fósforo e segure-o sob o balão cheio de água. Ele deve permanecer intacto, pois a água dentro do balão está retirando o calor da superfície do balão. Essa condução e convecção de calor evita que a borracha do balão alcance a temperatura de derretimento, fazendo com que o balão não estourou.
Isolando um objeto para evitar a perda de energia térmica
O isolamento pode ser usado para impedir que a energia térmica entre ou saia de uma substância. Para determinar a eficácia de vários tipos de isolamento, comece despejando a mesma quantidade de água quente em quatro potes de vidro diferentes. Meça a temperatura da água em cada jarro. Em seguida, cubra cada frasco da mesma forma, mas com um tipo diferente de isolamento: papel alumínio, jornal, plástico bolha e meia de lã. Deixe os potes repousarem por 10 minutos, depois meça a temperatura de cada frasco para ver qual tipo de isolamento retém mais energia térmica.